- Hiện tượng: Đối với nền đất dớnh, khi thiết kế tầng gia trọng theo cụng thức (*) sẽ đảm bảo khụng sinh đẩy trồi cả mảng lớn đất ở hạ lưu. Nhưng nếu tầng gia trọng cấu tạo bằng vật liệu hũn lớn (đỏ lỏt, đỏ đổ...) và giữa cỏc hũn cú khe hở thỡ dũng thấm cú thể đẩy bong từng phần đất nền tại cỏc vị trớ khe hở.
- Phũng chống hiện tượng đựn đất tiếp xỳc:Cần hạn chế khe hở giữa cỏc hũn của tầng gia trọng bằng cỏch đặt một lớp đệm trung gian bằng sỏi cuội hoặc dăm dạng tầng lọc ngược.
* Cỏc biến hỡnh thấm đặc biệt
Ngoài cỏc biến hỡnh thấm thụng thường, trong mụi trường thấm cũn cú thể xảy ra cỏc biến hỡnh thấm đặc biệt do tồn tại khe hở, khuyết tật trong đú. Cỏc khe hở khuyết tật này được hỡnh thành do nhiều nguyờn nhõn khỏc nhau: (xúi ngầm, lỳn khụng đều, vết nứt trong đất, rễ cõy mục nỏt, động vật đào
hang...). Vị trớ của khuyết tật cú thể ở bất cứ chỗ nào trong miền thấm và núi
chung khụng thể dự kiến trước được.
Khi trong nền (hay bản thõn cụng trỡnh đất) cú tồn tại cỏc khe hở, khuyết tật như vậy, dưới tỏc dụng của cột nước thấm (cột nước chờnh lệch thượng-hạ lưu cụng trỡnh) sẽ hỡnh thành cỏc hang thấm tập trung. Dũng thấm sẽ đi theo con đường ngắn nhất nối cỏc hang thấm tập trung, khi đú chiều dài đường thấm
bị rỳt ngắn, gradien thấm tăng nhanh, khả năng phỏ hoại của dũng thấm là rất
lớn. Dạng phỏ hoại này của dũng thấm gọi là phỏ hoại đặc biệt, khụng thể dự kiến trước được vị trớ, quy mụ và mức độ hư hỏng của nền và cụng trỡnh.
Để kiểm tra khả năng phỏ hoại đặc biệt của nền và cụng trỡnh, chỉ cú thể sử dụng cỏc đại lượng gradien thấm trung bỡnh cho toàn miền, gọi là độ bền thấm đặc biệt hay độ bền thấm chung:
Trong đú:
JRKR: gradien thấm chung của nền hay cụng trỡnh.
JRKCPR:gradien thấm chung cho phộp của nền hay cụng trỡnh (phụ
thuộc vào loại đất và cấp cụng trỡnh, tra bảng 2-4 giỏo trỡnh thủy cụng tập 1). í nghĩa của cụng thức (14) là ở chỗ khi cột nước thấm của cụng trỡnh đó khống chế, cần phải thiết kế cụng trỡnh cú đường viền thấm đủ dài, để khi cú hang thấm tập trung ở một vị trớ nào đú thỡ phần cũn lại của đường viền thấm vẫn đủ để chống lại cỏc biến hỡnh thấm nguy hiểm.
Trị số JRKR đối với nền đất cụng trỡnh cú thể xỏc định theo phương phỏp do
Viện nghiờn cứu khoa học Thủy lợi toàn liờn bang – VNIIG (Liờn Xụ cũ) đề nghị: JRK R = ∑ i tt T H ξ . (1.5) Trong đú: - H: Cột nước thấm
- TRttR: Chiều sõu tớnh toỏn của nền.
- ΣξRiR: Tổng hệ số sức cản tại cỏc bộ phận của miền thấm.
1.3.2. Sự cố đập do biến dạng thấm gõy ra ở nước ta
Theo thống kờ của GS.TS Phan Sỹ Kỳ về sự cố một số cụng trỡnh thủy lợi ở Việt Nam thỡ sự cố do thấm chiếm 15,06 % (xột riờng những hồ chứa lớn chiếm tới 31,11%).
Qua bảng 1-3 thống kờ một số sự cố đập ở Việt Nam cho thấy sự cố do nguyờn nhõn thấm ảnh hưởng rất lớn tới an toàn đập đất. Đơn cử như sau:
+ Hồ suối Hành:
- Xúi ngầm chõn khay: do khụng cú lớp lọc nờn khụng ngăn chặn được
tỡnh trạng xúi ngầm đối với chõn khay.
- Khụng đề ra biện phỏp xử lý nền đập: cỏc khe nứt ở nền đập khụng
được bịt kớn, đặc biệt là cỏc khe nứt lớn tới 3-4 cm trở thành cỏc dũng chảy ngầm trong nền đập từ thượng lưu về hạ lưu khi hồ tớch nước. Phần đất đỏy
đập tiếp xỳc với cỏc kẽ nứt sẽ bị xúi rửa kộo trụi nhất là đối với loại đất cú
tớnh tan ró mónh liệt khi bóo hũa nước như đập Suối Hành, thỡ quỏ trỡnh xúi
rửa kộo trụi đất xẩy ra rất nhanh và hỡnh thành cỏc hành lang ngầm dẫn nước chảy trong thõn đập gúp phần gõy ra sự cố.
+ Hồ suối Trầu:
- Sự cố lần thứ nhất do dũng thấm chảy men theo vỏch cống làm vỡ một
đoạn đập dài trung bỡnh 18m.
- Sự cố lần thứ hai dũng thấm chảy qua lớp đất ở cao trỡnh +22 do thiết
kế chọn dung trọng khụ thiết kế khụng đỳng và thi cụng đầm nện khụng đảm bảo làm vỡ đoạn đập dài 50m.
- Sự cố lần thứ ba do hỡnh thành tuyến hang thấm từ thượng lưu về hạ
lưu ở vựng tiếp giỏp giữa sườn đồi bờn phải và thõn đập. Rất may là sự cố sảy
ra trong quỏ trỡnh thi cụng và ở phớa sườn đồi cao trỡnh gần đỉnh đập nờn
khụng gõy vỡ đập nhưng phải đào toàn bộ phần đập phớa vai đắp lại. + Hồ Vực Trũn:
- Sự cố thấm qua đập chớnh làm ướt sũng mỏi hạ lưu với chiều dài 630m.
Để an toàn cho đập phải tiến hành khoan phụt thõn đập đất.
Ngoài ra cũn nhiều sự cố do thấm đối với cụng trỡnh tràn xả lũ, cống lấy nước cũng gõy ảnh hưởng đến đập, trong phạm vi của luận văn tỏc giả khụng trỡnh bày hết được. Với đặc thự cụng trỡnh thủy lợi luụn luụn tiếp xỳc với nước vỡ vậy mà yếu tố dũng thấm phải được quan tõm xem xột, tớnh toỏn ổn định thấm được đặt lờn hàng đầu.
1.4. TèNH HèNH MẤT ỔN ĐỊNH ĐẬP DO BIẾN DẠNG NỀN GÂY NấN [15]
Cỏc cụng trỡnh đắp bằng vật liệu địa phương như đờ, đập trong quỏ trỡnh
thi cụng cụng trỡnh luụn được chất tải cho đến khi cụng trỡnh được xõy dựng
hoàn thành. Bản thõn cỏc cụng trỡnh vật liệu địa phương sẽ bị lỳn theo thời gian, với cỏc cụng trỡnh đang trong quỏ trỡnh xõy dựng luụn được gia tải nờn
quỏ trỡnh lỳn sẽ phỏt triển nhanh hơn. Một phần lỳn do bản thõn phần đất đắp và một phần lỳn do nền lỳn khi bị chất tải do cụng trỡnh. Quỏ trỡnh lỳn của cụng trỡnh sẽ là tổ hợp tỏc động lỳn của nền và cụng trỡnh. Chiều cao của đập và chiều dày nền đất cú ảnh hưởng trực tiếp đến độ lỳn của đập đất.
Độ lỳn tại đỏy đập phỏt triển đều theo thời gian thi cụng, sau khi thi cụng hoàn thành cụng trỡnh độ lỳn tại đỏy đập chậm dần. Độ lỳn tại đỏy đập tỷ lệ thuận với chiều dày của đất nền. Độ lỳn tại đỉnh đập phỏt triển mạnh trong thời gian thi cụng, sau khi hoàn thành độ lỳn tại đỉnh đập phỏt triển chậm dần theo thời gian. Độ lỳn tại đỉnh đập tăng khi chiều dày đất nền tăng, tuy nhiờn mức độ tăng độ lỳn tại đỉnh đập khụng tỷ lệ thuận với mức tăng chiều dày lớp đất nền.
Ảnh hưởng của chiều cao đập đến độ lỳn tại đỏy đập phỏt triển đều theo thời gian thi cụng, sau khi thi cụng hoàn thành cụng trỡnh độ lỳn tại đỏy đập giảm dần và tới tương đối ổn định. Độ lỳn tại đỉnh đập phỏt triển mạnh trong thời gian thi cụng, sau khi hoàn thành độ lỳn tại đỉnh đập phỏt triển chậm dần. Độ lỳn tại đỉnh đập tăng khi chiều cao đập tăng, tuy nhiờn mức độ tăng độ lỳn tại đỉnh đập khụng tỷ lệ thuận với mức tăng chiều cao của đập, chiều cao của đập càng lớn tỷ lệ độ lỳn tại đỉnh đập so với chiều cao đập tăng càng lớn.
Do đú khi tớnh toỏn xỏc định chiều cao để đắp bự lỳn và dự trự vật liệu để đắp đập vật liệu địa phương khụng thể dựa vào độ lỳn tỷ lệ tuyến tớnh với chiều cao của đập. Tỷ lệ giữa độ lỳn và chiều cao đập tăng khi chiều cao của đập tăng.
Nền đập mất ổn định do trượt dẫn đến sự cố nứt dọc, nứt ngang đập, ảnh hưởng tới an toàn của đập. Đơn cử như hồ Phỳ Ninh:
- Sự cố sủi nước mạnh ở đập chớnh do một mạch nước từ kẽ nứt trong
nền đỏ, mạch nước này liờn thụng với nước trong hồ. Quỏ trỡnh khảo sỏt đó khụng phỏt hiện được để xử lý nền.